2.4 化学反应的调控 同步练习 2024-2025学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修一

第二章化学反应速率与化学平衡 第四节化学反应的调控 一、单选题。 1.下列有关工业合成氨的说法不正确的是(    ) A. 迅速冷却的方法将氨液化，并不断移去液氨，利于反应正向进行 B. 选择温度，是为了保证尽可能大的平衡转化率 C. 增大压强，有利于增大反应速率和平衡混合物中氨气的体积分数 D. 原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生 2.工业上合成氨采用左右的温度，其原因是(    ) 适当加快的合成速率 提高氢气的转化率 提高氨的产率 催化剂在左右活性最好 A. B. C. D. 3.工业生产氨气的适宜条件中不包括(    ) A. 用浓硫酸吸收产物 B. 用铁触媒作催化剂 C. 温度为 D. 压强为 4.已知甲为恒温、恒压容器，乙为恒温、恒容容器。两容器中均充入、，初始时两容器的温度、体积相同。一段时间后反应达到平衡，为使两容器中的在平衡混合物中的物质的量分数相同，下列措施中可行的是(    ) A. 向甲容器中充入一定量的氦气 B. 向乙容器中充入一定量的 C. 升高乙容器的温度 D. 增大甲容器的压强 5.硫及其化合物在生产生活中具有广泛应用。由自然界的硫磺和金属硫化物矿通过化学反应可得到，催化氧化生成，其热化学方程式为   。对于反应，下列有关说法正确的是(    ) A. 工业生产使用作催化剂，能降低该反应的活化能，同时降低该反应的焓变 B. 工业生产通入稍过量的氧气，能提高的转化率 C. 工业生产采用常压操作，可能是因为常压下的转化率已经很高了 D. 工业生产采用，可能是为了使平衡正向移动，提高平衡转化率 6.采取下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是(    ) A. 与稀硫酸反应制取时，用浓硫酸代替稀硫酸 B. 溶液和稀硝酸反应时，增大反应体系的压强 C. 与水反应时，增加水的用量 D. 工业上合成氨时，使用铁触媒作催化剂 7.工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将转化为是一个关键步骤：。工业制硫酸的原理示意图：   的平衡转化率随温度和压强的变化情况见下表： 温度 平衡时的转化率   下列说法不正确的是(    ) A. 使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间 B. 通常不采取加压措施是因为常压下的转化率已相当高 C. 工业生产中通入过量的空气可以提高的平衡转化率 D. 反应选择在，主要是让的活性最大、的平衡转化率提高 8.工业合成氨的反应为：，用、分别表示原子、原子， 表示催化剂，反应微观历程如下图所示，下列说法中错误的是(    ) A. 过程吸收能量，过程放出能量 B. 使用新型催化剂可使与在较低温度和压强下合成 C. 合成氨反应达平衡时，反应速率关系： D. 合成氨工业中采用循环操作的主要目的是提高与的利用率 9.我国科研人员研究发现合成氨的反应历程有多种，其中有一种反应历程如图所示吸附在催化剂表面的物质用表示。下列说法错误的是(    ) A. 生成是通过多步还原反应生成的 B. 过程Ⅰ和Ⅲ中能量的变化不相同 C. 适当提高分压，可以加快反应速率，提高转化率 D. 大量氨分子吸附在催化剂表面，将降低反应速率 10.已知合成氨反应的正反应是放热反应，合成氨工业的工艺流程如下：    下列关于合成氨工业的说法中不正确的是(    ) A. 混合气进行循环利用遵循绿色化学思想 B. 合成氨反应需在低温下进行 C. 对原料气进行压缩是为了增大原料气的转化率 D. 原料气中的氢气可由天然气和水蒸气反应制得 11.下列关于工业合成氨的叙述正确的是(    ) A. 及时从反应体系中分离出氨气，有利于平衡向正反应方向移动 B. 催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而压强无此作用 C. 工业合成氨的反应是熵增的放热反应，在任何温度下都能自发进行 D. 高温、高压都能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而只有高温有利于提高合成氨的产率 12.下列关于合成氨工业说法不正确的是(    ) A. 将原料气进行净化处理，是为了防止其中混有的杂质使催化剂“中毒” B. 合成氨厂一般采用，综合考虑了反应速率、转化率和成本等因素 C. 将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应 D. 根据勒夏特列原理，左右比室温更有利于合成氨的反应 13.在固定容积的密闭容器中，进行如下反应：  ，其化学平衡常数与温度的关系如表。下列说法正确的是(    ) 温度 平衡常数 A. 能说明反应已达平衡 B. 平衡常数 C. 混合气体的平均摩尔质量不再改变不能说明反应已达平衡 D. 为提高反应速率和平衡转化率，工业生产时通常选择、的反应条件 14.某化学研究小组探究外界条件对化学反应的速率和平衡的影响图像如下，下列判断正确的是(    ) A. 由图可知，，该反应正反应为吸热反应 B. 由图可知，该反应 C. 图中，表示反应速率正逆的是点 D. 图中，若，则曲线一定使用了催化剂 二、填空题。 15.氨是制取硝酸的重要原料。氨的催化氧化过程主要有以下两个反应： I.   Ⅱ   计算反应的__________。 不同温度下氨催化氧化的平衡常数如下： 温度 反应 反应 下列说法正确的是__________。 A.如果对反应不加控制，氨和氧气反应的最终产物主要是 B.为使反应有利于向生成更多的方向进行，不必关注平衡移动问题，需要关注反应速率问题 C.在实际生产中，需采用高压氧化，以利于提高的产率 D.反应中需控制氨氧比、选择性催化剂的形状、气固相接触时间等 16.Ⅰ习近平总书记十分重视生态环境保护，多次对生态文明建设作出重要指示，其中研究、、等气体的无害化处理对治埋大气污染、建设生态文明具有重要意义。 处理含、烟道气的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质。已知：           则与反应生成的热化学方程式是______。 在一绝热体系且容积固定的密闭容器中，用催化还原也可以消除氮氧化物的污染，其中发生化学反应之一为：，能说明上反应达到平衡状态的是______。 平均摩尔质量不变    ．和的体积比保持不变 体系压强保持不变    每生成同时生成 Ⅱ运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。 生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气；    ，，该反应在填“高温”或“低温”或“任何温度”______下，才能自发进行。 合成氨工业中的主要反应是    ，从温度和压强的角度回答：要加快合成氨的反应速率应选择______；要提高氨的产率应选择______。 17.合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为： ；据此回答以下问题： 该反应的化学平衡常数表达式为          。 根据温度对化学平衡的影响规律可知，对于该反应温度越高，其化学平衡常数的值          。填“越大”、“越小”或“不变” 某温度下，若把与置于体积为的密闭容器内，反应达到平衡状态时，测得混合气体的压强变为开始时的，则平衡时氢气的转化率          用百分数表示。能说明该反应达到化学平衡状态的是          填字母。 容器内的密度保持不变     容器内压强保持不变 混合气体中不变 对于合成氨反应而言，下列有关图像一定正确的是          。选填序号 答案和解析 1.【答案】  【解析】A.减小生成物的浓度，平衡正向移动，故将液化，并不断将液氨移去，利于反应正向进行，A正确； B.该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，反应物的平衡转化率降低，则控制温度，远高于室温，是为了加快反应速率，B错误； C.该反应为体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，有利于增大反应速率和平衡混合物中氨气的体积分数，C正确； D.原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生，D正确； 故选B。 2.【答案】  【解析】【分析】 略 【解答】 合成氨反应是放热反应，有利于提高反应速率、不利于氨的合成，也不利于提高氢气的转化率，但是时催化剂的活性最好，能最大程度提高催化效果，故正确； 答案选C。 3.【答案】  【解析】工业生产氨气整个反应，催化剂不能改变化学平衡，但可以加快反应速率，升高温度可以加快反应速率，考虑反应平衡，温度不宜太高；增大压强可以加快反应速率，也可以促进化学平衡正向移动，但生产时的条件会限制压强；从反应速率和化学平衡两方面看，合成氨的适宜条件一般为压强：，温度：左右，催化剂：铁触媒，用浓硫酸吸收氨气会生成硫酸铵，不适合吸收产物。 故答案选A。 4.【答案】  【解析】甲为恒温恒压容器，乙为恒温恒容容器，初始时两容器的温度、体积相同，合成氨反应是一个气体体积缩小的可逆反应，反应达到平衡时甲的体积小于乙的体积，相当于在乙的基础上增大压强，缩小体积，平衡正向移动，甲中氮气的转化率高，甲中氮气的物质的量分数小；为使两容器中的在平衡混合物中的物质的量分数相同，可以提高甲中氮气的物质的量分数或者减小乙中氮气的物质的量分数。 A. 向甲容器中充入一定量的氦气，使甲中的容积增大，相当于减小压强，平衡向左移动，提高了甲中氮气的物质的量分数，故A可行； B. 向乙容器中充入一定量的气体，提高了乙中氮气的物质的量分数，故B不可行； C.  ，升温平衡左移，提高了乙中的物质的量分数，故C不可行； D. 增大甲容器的压强，平衡右移，减小了甲中的物质的量分数，故D不可行； 故选A。 5.【答案】  【解析】A.催化剂只能改变活化能，不能改变反应焓变，故A错误； B.通入氧气平衡正向移动，但是根据勒夏特列原理，氧气的转化率会降低，故B错误； C.常压下二氧化硫的转化率已经很高了，增大压强转化率增大的不多，且会增大设备的投入，因此工业生产中采用常压操作，故C正确； D.二氧化硫的催化氧化正向放热，升高温度平衡逆向移动，因此较高温度不利于二氧化硫的转化率，而是温度为转化率足够高且反应速率足够快，故D错误； 故答案为：。 6.【答案】  【解析】A.浓硫酸和发生钝化现象，且不生成氢气，加热时生成二氧化硫，故A不选； B.溶液和稀硝酸反应中没有气体参与，增大反应体系的压强不影响反应速率，故B不选； C.水为纯液体，所以与水反应时增大水的用量不影响反应速率，故C不选； D.工业上合成氨时，使用铁触媒作催化剂，反应速率加快，故D选； 故选D。 7.【答案】  【解析】A.使用催化剂加快反应速率，可以缩短反应达到平衡所需的时间，A正确； B.根据表中数据可判断常压下的转化率已相当高，所以通常不采取加压措施是因为常压下的转化率已相当高，增大压强对设备要求高，增加成本，B正确； C.氧气是反应物之一，工业生产中通入过量的空气促使平衡正向移动，因此可以提高的平衡转化率，C正确； D.反应选择在，主要是让的活性最大，由于正反应是放热反应，因此高温下的平衡转化率会降低，D错误； 故选D。 8.【答案】  【解析】A.由题干反应历程图中，过程表示化学键断裂，故吸收能量，而过程表示化学键形成，故放出能量，A正确； B.使用新型催化剂可以降低反应所需要的活化能，故可使与在较低温度和压强下合成，B正确； C.根据反应速率之比等于化学计量系数之比可知，  ，故当  时，  ，即合成氨反应未达平衡，C错误； D.合成氨工业中采用循环操作的主要目的是及时分离出，化学平衡正向移动，并将和循环利用，故可提高与的利用率，D正确； 故答案为：。 9.【答案】  【解析】A.由图可知，生成的过程为，氮元素化合价逐渐降低，是发生多步还原反应生成的，故A正确； B.过程Ⅰ是断裂氮氮三键中的一个键，而过程Ⅲ与过程Ⅰ断键不同，所以所需能量不同，过程Ⅰ和Ⅲ中能量的变化不相同，故B正确； C.该反应在反应前后分子数不变，加压平衡不移动，所以提高分压可以加快反应速率，但是不能提高反应物的转化率，故C错误； D.的及时脱附可留下继续反应的空间而增加催化剂的活性位，如果大量氨分子吸附在催化剂表面，就将减缓反应速率，故D正确； 故选C。 10.【答案】  【解析】A.混合气进行循环利用可以节约能源，提高原料的利用率，遵循绿色化学思想，故A正确； B.合成氨反应需要催化剂，催化剂在温度下催化活性最好，而且温度下反应速率快，因此合成氨需在温度下进行，故B错误； C.该反应正向反应是体积减小的反应，对原料气进行压缩，平衡正向移动，有利于增大原料气的转化率，故C正确； D.原料气中的氢气可由天然气和水蒸气反应即  制得，故D正确。 综上所述，答案为。 11.【答案】  【解析】A.减少生产物的浓度有利于平衡向正反应方向移动，则及时从反应体系中分离出氨气，有利于合成氨平衡向正反应方向移动，A正确； B.缩小体积、增大压强，能增大反应速率、缩短反应达到平衡状态所用的时间，B错误； C.工业合成氨的反应是熵减的放热反应，在较低温度下使而自发进行，C错误； D.工业合成氨的反应是放热反应，升高温度使平衡左移、不利于提高合成氨的产率，D错误； 故答案选A。 12.【答案】  【解析】A.将原料气进行净化处理，是为了防止其中混有的杂质，比如氧气，能和催化剂铁在高温下反应，使催化剂“中毒”，选项正确； B.合成氨厂一般采用，综合考虑了反应速率、转化率和成本等因素，因为压强大，反应速率快，有利于合成氨，但是压强太高，对仪器设备要求也高，压强过低，反应速率慢，不利于合成氨，选项正确； C.将混合气体中的氨液化，即减小了生成物的浓度，合成氨反应的化学平衡正向移动，有利于合成氨，选项正确； D.合成氨是放热反应，升高温度，合成氨反应的化学平衡逆向移动，根据勒夏特列原理，室温比左右更有利于合成氨的反应，选项错误； 答案选D。 13.【答案】  【解析】【分析】 本题考查了化学平衡常数的含义及反应达到平衡的标志，题目难度不大。 【解答】 A.不同物质的正逆反应速率之比等于其计量数之比是平衡状态，能证明正逆反应速率相等，反应达到平衡，故A正确； B.  ，该反应正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，所以，故B错误； C.  ，在固定容积的密闭容器中，反应前后气体的物质的量改变，气体的质量不变，该反应达平衡状态，混合气体的平均摩尔质量不再改变，能说明反应已达平衡，故C错误； D.实际工业生产通常选择温度是为了催化剂活性最大，加快反应速率，压强选择，是压强太大，有利于反应正向进行，同时对设备材料承受压强的能力高，动力和设备要求高，经济效益低，故D错误； 故选A。 14.【答案】  【解析】【分析】 本题考查了外界条件对化学平衡的影响，明确图像中“先拐先平数值大”以及判断曲线上的任意一点都表示达到平衡状态是解本题的关键，题目难度中等。 【解答】 A.先达到平衡，故，升高温度，降低，说明平衡向逆反应方向移动，即正反应是放热反应，故A错误； B.由图图像可以看出，在同一温度下，增大压强，增大，说明增大压强平衡向正反应方向移动，正反应为气体体积缩小的反应，即，故B错误； C.曲线上任意一点都表示达到平衡状态，所以、处于平衡状态，正逆，点在曲线上方，未达到平衡状态，要想达到同温度下的平衡状态，的转化率要减小，平衡向左移动，故正逆，点在曲线下方，未达到平衡状态，要想达到同温度下的平衡状态，的转化率要增大，平衡向右移动，故正逆，故C正确； D.到达平衡时间短，反应速率快，催化剂只改变化学反应速率不影响化学平衡，可能为使用了催化剂，，说明反应前后气体的物质的量不变，所以曲线也可能是增大压强，故D错误； 故选C。 15.【答案】   ；    【解析】根据盖斯定律，Ⅱ得，即 ； 相同温度下，反应Ⅱ平衡常数更大，如果对反应不加控制，氨和氧气反应的最终产物主要是，故A正确； B.为使反应有利于向生成更多的方向进行，需要同时关注平衡移动问题和反应速率问题，故B错误； C.反应为气体分子数增加的反应，增大压强平衡逆向移动，所以在实际生产中，采用高压氧化，不一定利于提高的产率，故C错误； D.反应中控制氨氧比可以增大物质的转化率，还可以通过控制选择性催化剂的形状来调节其催化反应的速率，通过控制气固相接触时间让其充分接触、充分反应，故D正确； 故答案为：。 16.【答案】 高温 高温高压   ；低温高压   【解析】、反应的化学方程式为：，已知          根据盖斯定律可得反应；即热化学方程式为：； 该反应时气体体积相等的反应，平均摩尔质量始终不变，不能说明达到平衡，故不选； 反应从反应物到生成物，和的体积比始终保持不变，不能说明达到平衡，故不选； 体系是绝热体系，体系压强保持不变说明温度不变，能说明达到平衡，故选； 每生成同时生成，说明正逆反应速率相等，能说明达到平衡，故选； 答案选； 该反应的，，要使，需要温度高的条件，即该反应在高温下能自发进行； 升高温度、增大压强，反应速率加快，所以要加快合成氨的反应速率应选择高温高压；要提高氨的产率，需要使平衡向着正向移动，该反应为放热、气体体积减小的可逆反应，则低温、高压条件下有利于平衡向着正向移动。 17.【答案】 越小   【解析】【分析】 本题考查化学平衡移动的分析和计算，试题难度一般，注意基础知识的应用。 【解答】 化学平衡常数的表达式是用平衡时生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，则该反应的化学平衡常数表达式为。 根据勒夏特列原理，当其他条件不变时，升高温度，平衡向吸热反应方向移动。该反应的正反应是放热反应，所以温度升高，平衡逆向移动，则化学平衡常数的值减小。 某温度下，若把与置于体积为的密闭容器内，反应达到平衡状态时，测得混合气体的压强变为开始时的。在恒温恒容的条件下，压强和气体的物质的量成正比，所以混合气的物质的量变为开始时的，开始时混合气的总的物质的量为，所以平衡时混合气的总物质的量为，气体的物质的量减小了，根据反应的化学方程式 可知，生成的氨气的物质的量和气体减小的物质的量相等，所以生成的氨气的物质的量为，则消耗的氢气的物质的量为，所以平衡时氢气的转化率。 该反应在恒容容器中进行，且反应物和生成物均为气体，混合气的总质量是不变的，所以密度一直不变，不能根据容器内密度保持不变判断反应是否达到平衡状态； 该反应在恒温恒容下发生，压强和气体物质的量之和成正比，该反应前后气体物质的量之和不相等，随着反应进行，容器的压强在一直减小，当容器内压强不变时，说明反应达到了平衡状态； 平衡时，正逆反应速率相等，用不同物质表示的速率之比等于方程式的化学计量数之比，即当时达到了平衡，而没有达到平衡状态； 该反应开始时加入的是氮气和氢气，氨气的浓度随反应进行而增大，当氨气浓度不再变化时，说明该反应达到了化学平衡状态，故选。 催化剂能加快反应速率，使用催化剂的反应速率快，先达到平衡，且催化剂不影响平衡，故A正确； B.温度高，速率快，先达到平衡，所以；升高温度，平衡逆向移动，氨的体积分数降低，故B正确； C.反应开始加入的氮气和氢气，随着反应进行，氮气和氢气浓度降低，氨气浓度增大，当氮气、氢气、氨气浓度不再改变时，达到了平衡状态，但平衡时各物质的浓度不一定相等，故C错误； 故选AB。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$